通信原理实验报告

通信原理实验

CPLD可编程数字信号发生器实验

实验模块

1、通信原理0 号模块一块

2、示波器一台

实验原理

CPLD可编程模块用来产生实验系统所需要的各种时钟信号和各种数字信号。它由CPLD可编程器件ALTERA公司的EPM240T100C5、下载接口电路和一块晶振组成。晶振JZ1用来产生系统内的32.768MHz主时钟。本实验要求参加实验者了解这些信号的产生方法、工作原理以及测量方法，才可通过CPLD可编程器件的二次开发生成这些信号，理论联系实验，提高实际操作能力。

1、CPLD数字信号发生器，包括以下五个部分：

①时钟信号产生电路；

②伪随机码产生电路；

③帧同步信号产生电路；

④NRZ码复用电路及码选信号产生电路；

⑤终端接收解复用电路。

2、24位NRZ码产生电路

本单元产生NRZ信号，信号速率可根据输入时钟不同自行选择，帧结构如下图所示。帧长为24位，其中首位无定义，第2位到第8位是帧同步码（7位巴克码1110010），另外16路为2路数据信号，每路8位。此NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号。LED亮状态表示1码，熄状态表示0码。

实验框图

1、观测时钟信号输出波形。

2、用示波器观测帧同步信号输出波形。

3、用示波器观测伪随机信号输出波形

模拟信号源实验

实验模块

1、通信原理0 号模块一块

2、示波器一台

实验原理

1.同步正弦波信号

图2-1为同步正弦信号发生器的电路图。它由2KHz方波信号产生器（图中省略了）、同相放大器和低通滤波器三部分组成。

2KHz的方波信号由CPLD可编程器件U8内的逻辑电路通过编程产生

2.非同步信号源

非同步信号源利用混合信号SoC型8位单片机C8051F330，采用DDS(直接数字频率合成)技术产生。通过波形选择器S6选择输出波形，对应发光二极管亮。它可产生频率为180Hz~18KHz的正弦波、180Hz~10KHz的三角波和250Hz~250KHz的方波信号。按键S7、S8分别可对各波形频率进行增减调整。

非同步信号输出幅度为0~4V，通过调节W4改变输出信号幅度。可利用它定性地观察通信话路的频率特性，同时用作增量调制、脉冲编码调制实验的模拟输入信号。

3.载波产生电路

1）功用

载波产生电路用来产生数字调制所需的正弦波信号，频率有64KHz和128KHz两种。

2）工作原理

64K载波产生电路如图2-4所示，128K载波产生电路如图2-5所示

64KHz(128KHz)的方波信号由CPLD可编程器件U8内的逻辑电路通过编程产生。“64K同步正弦波”（“64K”同步正弦波）为其测量点。U17A(U18A)及周边的电阻组成一个的同相放大电路，起到隔离和放大作用。U17D(U18D)及周边的阻容网络组成一个截止频率为64K（128KHz）的二阶低通滤波器，滤除方波信号里的高次谐波和杂波，得到正弦波信号。调节W2(W3)改变同相放大器的放大增益，从而改变输出正弦波的幅度（0～5V）。

实验结果

1.用示波器测量“2K同步正弦波”输出波形、调节W1 可改变信号输出幅

度。

同理，观测“64K同步正弦波”、“128K同步正弦波”各点输出的波形，对应的电位器W2，W3可分别改变各正弦波的幅度。

2、用示波器测量“非同步模拟信号”输出波形。

1）按键S6选择为“正弦波”，改变W4，调节信号幅度（调节范围为0～4V），用示波器观察输出波形。

2）保持信号幅度为3V，改变S7、S8，调节信号频率（调节范围为180Hz~18KHz），用示波器观察输出波形。

抽样定理和PAM调制解调实验

1、基本原理

1）抽样定理

抽样定理表明：一个频带限制在（0，）内的时间连续信号，如果以T≤秒的间隔对它进行等间隔抽样，则将被所得到的抽样值完全确定。

假定将信号和周期为T的冲激函数相乘，如图3-1所示。乘积便是均匀间隔为T秒的冲激序列，这些冲激序列的强度等于相应瞬时上的值，它表示对函数的抽样。若用表示此抽样函数，则有：

2）脉冲振幅调制（PAM）

所谓脉冲振幅调制，即是脉冲载波的幅度随输入信号变化的一种调制方式。如果脉冲载波是由冲激脉冲组成的，则前面所说的抽样定理，就是脉冲增幅调制的原理。

但是实际上真正的冲激脉冲串并不能付之实现，而通常只能采用窄脉冲串来实现。因而，研究窄脉冲作为脉冲载波的PAM方式，将具有实际意义。

PAM方式有两种：自然抽样和平顶抽样。自然抽样又称为“曲顶”抽样，已抽样信号ms(t)的脉冲“顶部”是随m(t)变化的，即在顶部保持了m(t)变化的规律（如图3-3所示）。平顶抽样所得的已抽样信号如图3-3所示，这里每一抽样脉冲的幅度正比于瞬时抽样值，但其形状都相同。在实际中，平顶抽样的PAM 信号常常采用保持电路来实现，得到的脉冲为矩形脉冲。

实验结果

1、观测PAM自然抽样波形

2、观测恢复信号

3、观测PAM平顶抽样波形

脉冲编码调制解调实验实验框图

1、观测PCM编、译码波形

用示波器测量信号源板上“2K同步正弦波”点，调节信号源板上手调电位器W1使输出信号峰-峰值在3V左右。

将信号源板上S4设为0111（时钟速率为256K），S5设为0100(时钟速率为2.048M)。

用示波器观测PCM编码输出点“PCMOUT-A”。

改变位时钟为2.048M（将S4设为“0100”），观测PCM调制和解调波形。

两路PCM时分复用实验时分复用的原理框图如图所示: